110 kV变电站一次电气部分设计探讨

刘敏

摘 要：变电站在确保电网供电可靠性方面具有十分重要的作用，110 kV变电站作为电力系统中的重要组成部分已成为我国提高电力事业的关键领域。文章将结合110 kV变电站工程在珠三角农村电网建设中的实际应用探究其一次电气部分设计的详细情况，在 110 kV变电站一次电气部分准备工作的基础上，探讨110 kV变电站一次电气部分设计中配电装置、变压器、接线方式等方面的内容，提出一次电气部分设计中对变电站的智能优化方略，以期为后续的110 kV变电站一次电气部分设计研究提供思考。

关键词：110 kV变电站；一次电气部分设计；优化

中图分类号：TM721.1；TM72 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0091-02

伴随着人民生活水平的提高，国民经济的快速发展，人们对于供电的效率与质量提出了更高的标准与要求。110 kV变电站的建设在提高生产效率、节约土地资源消耗、持续可靠供电方面有着非常重要的意义，而它作为一项资金投入量大、技术含量高的复杂系统工程，也成为了我国电网建设与改造中亟需探究的一个重要课题。

1 110 kV变电站一次电气部分设计的准备

1.1 110 kV变电站一次电气部分设计前的资料准备

对于在珠三角农村电网的建设中的110 kV变电站一次电气部分设计，工作人员应先规划出设计的维度，将设计分为原始资料分析、确定变电所主接线、短路电流计算、主要电气设备的选择、设计系统的主接线图、防雷设计图六个方面；然后对课程的内容及要求进行设计，包括设计的系统资料，见表1。负荷资料，见表2；最后设计地理位置的示意图，如图1所示，并标注影响110 kV变电站一次电气部分设计的气温等因素，如珠三角地区年最高气温为36.7～38.7 ℃，平均为21.8 ℃[1]。

1.2 110 kV变电站一次电气部分设计前的实地准备

在进行一次电气部分设计工作前，设计人员要先从珠江三角区农村变电站建设单位的相关人员那里获取相关资料，以充分掌握所设计变电站的特点与要求，了解相关设计的原始资料和基础数据，明确设计任务的各项内容。另外，设计人员要深入到施工现场，对其进行勘探与检查，以保证所获得资料与数据的准确性、可靠性，并根据相关规定对设计方案的可操作性与可行性进行研究，确保设计方案的内容与设计结果均符合施工规章程序的要求[2]。

2 110 kV变电站一次电气部分设计分析

2.1 变压器的合理选择

变压器的选择需要考虑两方面内容。一是考虑110 kV变电站变压器的负荷条件。变压器的选择要符合负荷条件，要能够与变电站的负荷相互匹配[3]。二是考虑电站设置变压器台数，对于变电站处于以下几种负荷时的情况，要为变电站至少设置两台或两台以上的变压器：①所在地区的季节性变化比较大；②存在大量的一级负荷[4]；③出现如电源系统不能接地、电气装置发生外露现象等特殊情况[5]。由于珠三角地区属于亚热带，季节性变化不大，可设置两台变压器，其中一台用做工作的正常使用，另一台则是作为备用，以防其中一台工作暂停或瘫痪等情况的发生。

另外，有些情况下需要为变电站设置专门的变电器，如在动力与照明过程中使用的变压器已严重影响到灯泡的寿命及质量时，或者在电源系统没有接地或者经过阻抗接地时，在电气装置外漏导电体的就地接触系统的低压电网中就需要设置照明专用变压器。

2.2 接线方式的合理选择

2.2.1 变压器组接线

通过110 kV变电站的电源进线，采用一路“T”接，另外一路则与其他城网变电站相互联络，或者采用双电源“T”接的方式[6]。采用高压侧主接线的线路——变电器两组断路器的方式，低压侧则使用带旁母线接线方式以及单母线接线四分段方式。

2.2.2 单母线接线方式

变电站110 kV电源进线采用的是两路接110 kV电网，一个是主体，一个为备用[7]。高压侧主接线需要利用单母线接线的方式，而低压侧主接线则需要采用单母线两分段的接线方式，这种接线方式具有运行灵活、供电可靠，并且在电源失电的情形下，也可以利用高压设备来自动恢复供电。

2.2.3 内桥接线

变电站110 kV电源进线需要利用两路接110 kV的电网，高压侧主接线使用内桥接线的方法，低压侧主接线则采用单母线两分段的接线方法，这种接线方式具有线路的投入较少、断路器断开方便、线路的切除比较简单等优势[8]。

在珠三角农村电网110 kV变电站的一次电气部分设计中，为保证供电的质量与电站的正常运行，可采用稍微复杂一点的主接线方式，这种接线方式能够确保变电站的供电质量与效率，但也考虑到变电站中电气设备的特点、变压器的负载率及实际负荷的性质等因素对接线方式进行适当改进[9]，以确保供电质量与效率。

2.3 配电装置的合理选择

一般而言，高压配电装置的配置在110 kV变电站中主要分为两种形式，一种为屋内布置的配电装置，另一种为屋外设置的配电装置。在珠江三角区农村电网的建设中，如果变电站建在临海区域，应将所有配电设备置于室内，以防范污闪事故的发生[10]。

3 110 kV变电站一次电气部分设计的优化

从智能变压器在线的监测参数来看，监测参数可以依据变压器的参数类型来进行优化，如在有载调压开关方面，主要关注有档位的指示、温度差的监视、油位的高低、档位换挡之间的记数、驱动电机能量的变化以及切换电流能量的记录等方面[11]。

在辅助报警设备方面，可以从氮气的压力、瓦斯的报警、压力的突变及油温高低等方面进行监测。智能变压器的自动控制功能主要表征为两个方面。

一方面是智能变压器所具有的在线专家系统要能够对冷却进行自动控制，也就是要在综合考虑变压器负荷、环境温度、顶部油温、冷却系统状态及变压器热能模型等实际情况下，实行对智能变压器自身的一种冷却控制功能；另一方面是智能变压器所具有的在线专家系统还要能够采用元功分享、环流、反极性和主从电抗控制方式来发挥有载调压开关的综合功能控制[12]。

从智能变压器的通讯功能来看，通讯功能的主要表征为控制功能与无缝通讯功能两种类型。智能变压器应该具有网络数字接口的功能，并能够依托数字接口发挥监测与控制功能，控制状态与控制命令的信息需要通过总线进行传播，而状态监测又需要通过网络获取采样值。另外，智能变压器必须采用标准的规格，必须要同时具备间隔层设备与和站控层设备之间的无缝通讯功能。

4 结 语

从目前变电站的类型来看，110 kV变电站是最为常见的一种变电站类型，它的建设与发展直接影响着变电站的供电质量与正常运行，关系着我国电力事业的成长以及人们用电的安全。因此，加大对110 kV变电站的建设力度与投入强度，会推动我国社会经济的发展以及人们生活的进步，有利于我国电力事业的可持续性发展与长足进步。

参考文献：

[1] 唐杰.110 kV变电站电气一次部分初步设计分析[J].通讯世界，2014，（23）.

[2] 吴鹏.110 kV变电站部分电气一次设计浅析[J].大科技，2015，（32）.

[3] 林隆眉.110 kV变电站电气一次设计的具体方法探究[J].科技创新与应 用，2015，（29）.

[4] 姚金茂.110 kV变电站一次设计要点探讨[J].城市建设理论研究（电子 版），2015，（27）.

[5] 粱征国.110 kV变电站电气设计应注意的问题分析[J].科技致富向导，2011，（13）.

[6] 陈丽丹，郭绍奇，张尧，等.110 kV红草变电站电气初步设计[J].电气技术，2011，（4）.

[7] 刘国丽.有关110 kV变电站的电气一次设计分析[J].科技创业家，2012，（18）.

[8] 马志千.浅析110/20 kV变电站电气一次设计[J].企业技术开发，2011，（12）.

[9] 姜玉贤.浅谈110 kV变电站电气的一次设计[J].科技资讯，2011，（36）.

[10] 饶莹，郭炜，徐鑫乾.110/20 kV变电站电气一次部分设计[J].电力设备，2008，（9）.

[11] 杜怡薇.化工项目配套110 kV变电站电气一次设计方案[J].电子制作，2013，（4）.

[12] 任志毅.城市110 kV变电站电气一次设计的分析[J].中小企业管理与 科技（下旬刊），2013，（11）.